DE102004027448A1

DE102004027448A1 - Method and device for the colorimetric measurement of effect and uni-varnishes

Info

Publication number: DE102004027448A1
Application number: DE102004027448A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Hoffmann
Original assignee: BASF Coatings GmbH
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-29
Also published as: US20050270533A1; EP1602903A2

Abstract

Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung zur farbmetrischen Messung von Effekt- und Uni-Lacken wird von einer Lichtquelle (1) Licht auf mindestens eine Detektionsfläche (2) auf einer lackierten Messfläche (4) einer Probe (3) eingestrahlt und das von der Messfläche (4) der Probe (3) reflektierte Licht von einem Flächendetektor (5) empfangen. Die Beleuchtungs- und die Detektionswinkel werden relativ zur Messfläche gegeneinander verstellt und RGB-Werte des für eine Mehrzahl von Winkeln vom Flächendetektor empfangenen Lichts in Abhängigkeit des Beleuchtungs- und Detektionswinkels registriert und einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt. Die so gewonnenen Datensätze werden den 3-D-Daten eines virtuellen dreidimensionalen Substrats, insbesondere einer virtuellen Automobilkarosserie oder deren Teile, mittels eines Datenverarbeitungsprogramms bei einem virtuellen Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel des virtuellen Substrats zugeordnet und mittels einer Wiedergabeeinrichtung visualisiert.In the method or apparatus for the colorimetric measurement of effect and uni-varnishes, light is irradiated from at least one detection surface (2) on a painted measuring surface (4) of a sample (3) from a light source (1) and from the measuring surface (4) receiving light reflected from a surface detector (5) from the sample (3). The illumination and detection angles are adjusted relative to one another relative to the measurement surface, and RGB values of the light received by the area detector for a plurality of angles are registered as a function of the illumination and detection angle and supplied to a data processing device. The data sets thus obtained are assigned to the 3-D data of a virtual three-dimensional substrate, in particular a virtual automobile body or parts thereof by means of a data processing program at a virtual illumination and viewing angle of the virtual substrate and visualized by means of a display device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur farbmetrischen Messung insbesondere von Effekt- und Uni-Lacken.The The invention relates to a method and a device for colorimetric Measurement especially of effect and uni-varnishes.

In der Automobilindustrie hat sich mit der Einführung der wagenfarbig lackierten Anbauteile eine Farbmessung auf Basis spektralphotometrischer Daten durchgesetzt. Diese farbmetrischen Daten werden in der Qualitätssicherung eingesetzt um die durch dem Menschen vorgenommene, oft subjektive Farbbeurteilung zu ersetzen.In The automotive industry has come up with the introduction of the car color varnished Attachments a color measurement based on spectrophotometric data enforced. These colorimetric data are used in quality assurance used around the man-made, often subjective To replace color assessment.

Aufgrund technischer Rahmenbedingungen hat sich die Farbmessung mittels transportabler Farbmeßgeräte durchgesetzt, die mit einer fixierten Beleuchtung und drei bis fünf diskreten Beobachtungswinkeln arbeiten (X-Rite). Diese Meßwerte können, wie sich in vielen Automobillackierereien zeigt, als Qualitätswerkzeug dienen; es läßt sich aber daraus kein Rückschluß auf den Farbeindruck am Fahrzeug ableiten.by virtue of technical conditions, the color measurement has become established by means of portable colorimeters, those with a fixed illumination and three to five discrete ones Observation angles work (X-Rite). These measurements can, As can be seen in many automotive paint shops, as a quality tool serve; it can be done but from this no conclusion on the Derive the color impression on the vehicle.

Insbesondere bei der Festlegung von Grenzwerten für die Qualitätswerkzeuge ist daher der visuelle Eindruck nach wie vor maßgebend. Ebenso kann die Wirkung einer Farbe auf dem zu lackierenden Fahrzeug nicht anhand einer sogenannten „5-Winkelmessung" ausreichend beschrieben werden.Especially in setting limit values for the quality tools Therefore, the visual impression is still relevant. Likewise, the effect can be a color on the vehicle to be painted not on the basis of a sufficiently described so-called "5-angle measurement" become.

Zur exakteren Beschreibung einer Farbe dienen ferner bekannte Laborgeräte, bei denen sich Beleuchtung und Detektor so gegeneinander ausrichten lassen, daß theoretisch alle durch das menschliche Auge aufgenommenen Farbreflektionen aufgenommen werden können. Eine derartige Messung ist aber sehr aufwendig und kann nicht als Routinemessung dienen.to more exact description of a color are also used in known laboratory equipment where lighting and detector can be aligned against each other, that theoretically all color reflections recorded by the human eye were recorded can be. Such a measurement is very expensive and can not be considered Serve routine measurement.

Die Anforderungen an das optische Erscheinungsbild der oft werkstoffseitig verschiedenen, lackierten Außenhautteile von Automobilen sind in jüngster Vergangenheit stets gestiegen. Wichtigstes Kriterium ist neben einem über die gesamte Karosserie gleichbleibenden Glanz der Farbton. Farbtonurmuster dienen dabei als Referenz für Lackierlinien und Zulieferer.The Requirements for the visual appearance of the often material side different, painted body parts of automobiles are recent The past has always gone up. The most important criterion is next to one about the entire body consistent gloss the color tone. Farbtonurmuster serve as a reference for Paint lines and suppliers.

Um die Reproduzierbarkeit eines festgelegten Farbtons zu prüfen, hat in jüngerer Vergangenheit die Farbmessung, insbesondere durch die Entwicklung portabler Messgeräte erheblich an Verbreitung und Bedeutung hinzugewonnen.Around to check the reproducibility of a specified hue in younger Past the color measurement, especially through the development portable meters significantly increased in popularity and importance.

Die Messungen erfolgen dabei unter definierter Geometrie des Beobachters zur Lichtquelle. Weit verbreitet sind Meßsysteme, die Spektralphotometer umfassen, die partiell diskrete Werte liefern, die jedoch nur an wenigen Punkten bei einigen ausgesuchten Karosserien aufgenommen werden. Derartige Spektralphotometer sind in der Lage, die Intensitäten einzelner Wellenlängen zu messen, auf deren Basis auch Farbwerte für nicht direkt eingesetzte Lichtarten berechnet werden können.The Measurements are made under a defined geometry of the observer to the light source. Widely used are measuring systems, the spectrophotometers which provide partially discrete values, but which only a few points added to some selected bodies become. Such spectrophotometers are capable of the intensities of individual wavelength to measure, on the basis of which also color values for not directly used types of light can be calculated.

Zur Beurteilung des Farbtons hat sich der CIE L*a*b*-Farbraum (auch CIE-System genannt) bewährt. Hier kann der Farbton in Zahlenwerten als L* (Helligkeit), a* (grün-rot-Achse) und b* (blau-gelb-Achse) beschrieben werden. Die L*-, a*- und b*-Werte werden aus den Reflektionswerten der spektralphotometrischen Messungen, den Normspektralwertfunktionen sowie der Strahlungsverteilung der eingesetzten Lichtart berechnet. Es ist bekannt, diese Werte in 3 bis 5 verschiedenen Winkeln für einen Messpunkt zu bestimmen. Erfasst werden partiell diskrete Werte, die jedoch nur an wenigen Punkten bei einigen ausgesuchten Karosserien aufgenommen werden. Durch das üblicherweise manuelle Handling ist ein hoher zeitlicher Aufwand nötig. Zudem können die Messungen durch die wechselnden Bedingungen fehlerbehaftet sein.to Assessment of hue has become the CIE L * a * b * color space (also Called CIE system) proven. Here, the hue can be expressed in numerical values as L * (brightness), a * (green-red axis) and b * (blue-yellow axis). The L *, a * and b * values become from the reflection values of the spectrophotometric measurements, the standard spectral value functions as well as the radiation distribution of calculated light type calculated. It is known these values in 3 to 5 different angles for to determine a measuring point. Partially discrete values are recorded, but only at a few points in some selected bodies be recorded. By convention Manual handling requires a high amount of time. moreover can the measurements must be faulty due to the changing conditions.

Bei derartigen Mehrwinkel-Spektralphotometern ist die Ausrichtung der Messeinheit parallel zur Tangente der Objektoberfläche sehr wichtig, da nur so die Winkel der Messgeometrie exakt positioniert werden können. Da dies bei gekrümmten Oberflächen nur bis zu einem gewissen Grenzradius möglich ist, finden bei Spektralphotometern dieser Art vorzugsweise planare Proben Verwendung. Durch eine Reduktion auf wenig Informationen lassen sich die mit diesen Messwerten gewonnenen Farbinformationen an virtuellen Darstellungen (Automobile) nur durch Extrapolation der Zwischenwerte ermitteln. Die virtuelle Darstellung ist damit nicht mit der echten Information vergleichbar.at such multi-angle spectrophotometers, the orientation of the Measuring unit parallel to the tangent of the object surface very important because only then can the angles of the measuring geometry be exactly positioned can. Because this is curved surfaces only up to a certain limit radius is possible to find in spectrophotometers This type of preferably planar samples use. By a reduction On little information can be obtained with these measurements Color information on virtual representations (automobiles) only through Determine extrapolation of the intermediate values. The virtual representation is therefore not comparable to the real information.

Wünschenswert wäre daher eine flächige Farbtonmessung. Es wäre der schnelle Vergleich zwischen dem über die gesamte Karosse hinweg detektierten Farbton mit den Daten einer im Rechner gespeicherten Farbton-Urkarosse möglich. Hierdurch würde sich zudem auch die Messgeschwindigkeit und somit die Zahl der zur Qualitätssicherung betrachteten Karosserieserien erhöhen. Zudem könnten zusätzlich Aussagen über eventuelle Lackierfehler und die Wolkigkeit einer lackierten Fläche getroffen werden.Desirable would be therefore a flat color measurement. It would be the quick comparison between the over the entire body away detected hue with the data stored in the computer Hue original cars possible. This would In addition, the measuring speed and thus the number of quality control increase considered bodywork series. In addition, additional statements about possible Paint defects and the cloudiness of a painted surface hit become.

Es hat sich gezeigt, dass die Auswertung derzeit bekannter Messungen keine ausreichende Farbbewertung auf gekrümmten Flächen zulässt. Speziell Effektlacke lassen sich so nicht ausreichend simulieren und beurteilen.It has shown that the evaluation of currently known measurements does not allow sufficient color evaluation on curved surfaces. Special effect paints leave do not sufficiently simulate and judge.

Aus der WO 02/082063 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem von einer Lichtquelle Licht auf mindestens eine Detektionsfläche auf einer lackierten Probe eingestrahlt und das Licht von einem Flächendetektor empfangen wird. Hierbei werden die Beleuchtungs- und Detektionswinkel relativ zur Messfläche gegeneinander verstellt und die RGB-Werte des für eine Mehrzahl von Winkeln vom Flächendetektor empfangenen Lichts in Abhängigkeit des Beleuchtungs- und Detektionswinkels registriert und einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt. Die so gewonnenen Daten können zum Zwecke der Formulierung der Zusammensetzung einer Farbe mit denjenigen einer Farbdatenbank verglichen werden.From WO 02/082063 A1 is a method in which light is irradiated by at least one detection surface on a painted sample from a light source and the light is received by a surface detector. In this case, the illumination and detection angles relative to the measurement surface are adjusted relative to one another and the RGB values of the light received by the area detector for a plurality of angles are registered as a function of the illumination and detection angle and supplied to a data processing device. The data thus obtained can be compared with those of a color database for the purpose of formulating the composition of a color.

Wie eine bestimmte Farbformulierung an einem dreidimensionalen Substrat einer konkreten Gestalt wirkt, lässt sich mit diesem Verfahren nicht ermitteln.As a particular color formulation on a three-dimensional substrate a concrete shape acts, leaves do not identify with this procedure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Farbtonmessung zu schaffen, mit dem sich eine ausreichend genaue Farbtonbewertung auch bei Effektlacken im Hinblick auf den durch den Effektlack an einem dreidimensionalen Substrat konkreter Gestalt vermittelten optischen Eindruck durchführen und visualisieren lässt.Of the The invention is therefore based on the object, a method for color measurement to create a sufficiently accurate shade rating also with effect paints with regard to the effect of the effect a three-dimensional substrate of concrete shape mediated make a visual impression and visualize.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und die in Anspruch 10 wiedergegebene Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gelöst.These The object is achieved by the reproduced in claim 1 method and the reproduced in claim 10 device for applying the method solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine vorzugsweise planare lackierte Fläche mittels einer Lichtquelle, beispielsweise von einer Halogenlampe, beleuchtet. Die Rot-Grün-Blau-Werte (RGB-Werte) des von der lackierten Fläche reflektierten Lichts werden mit Hilfe eines Flächensensors, der vorzugsweise in CCD-Technik arbeitet, erfasst und einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeleitet. Hier werden die RGB-Werte den zugehörigen Beleuchtungs- und Detektionswinkeln zugeordnet. Die so gewonnenen Datensätze werden mittels an sich bekannter Rendering-Datenverarbeitungsprogramme auf die 3D-Daten eines virtuellen dreidimensionalen Substrats, insbesondere auf die 3D-Daten einer virtuellen Automobilkarosserie oder deren Teile in Abhängigkeit von Beleuchtungs- und Betrachtungswinkeln umgerechnet. Die ermittelten Farbwerte werden auf einer optischen Wiedergabeeinrichtung – beispielsweise auf einem Bildschirm – abgebildet. Der von dem virtuellen dreidimensionalen Substrat vermittelte optische Eindruck kann somit anhand der Messung an nur einer Probe in Abhängigkeit von Beleuchtungs- und Betrachtungswinkeln dargestellt werden.at the method according to the invention is a preferably planar painted surface by means of a light source, for example, by a halogen lamp, illuminated. The red-green-blue values (RGB values) of the painted surface reflected light by means of a surface sensor, preferably works in CCD technology, recorded and a data processing device fed. Here are the RGB values the associated Lighting and detection angles assigned. The won records become on by means of well-known rendering data processing programs the 3D data of a virtual three-dimensional substrate, in particular on the 3D data of a virtual automobile body or its Parts in dependence converted from lighting and viewing angles. The determined Color values are displayed on an optical display device - for example on a screen - pictured. The optical mediated by the virtual three-dimensional substrate Impression can thus be based on the measurement of only one sample in dependence of illumination and viewing angles.

Die Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen im Folgenden am Beispiel der Automobilarosserie erläutert werden. Es versteht sich, dass anstatt der Karosserie auch deren Teile oder auch andere dreidimensionale Substrate stehen können.The Advantages and preferred developments of the method according to the invention will be explained below using the example of the automobile body. It is understood that instead of the body and its parts or also other three-dimensional substrates can stand.

Durch Verwendung eines sogenannten CCD-Chips als Detektor und eine IT gesteuerten Anlage, die Beleuchtungs und Detektorstellung so gegeneinander verstellt, daß eine ausreichende Zahl an Meßdaten zur Verfügung stehen, die dann über bekannte Software eine virtuelle Darstellung einer mit dieser Farbe lackierten Karosserie ermöglichen. Für diese Darstellung ist ein Zugang zu den 3D-Daten der Karosserie notwendig. Auf Basis dieser Oberflächendaten läßt sich der mittels der genannten Meßvorrichtung ermittelte Datensatz mit Hilfe bekannter Rendering Software auf die virtuelle Karosserie übertragen.By Using a so-called CCD chip as a detector and an IT controlled system, the lighting and detector position so against each other misplaced that one sufficient number of measured data to disposal then stand over well-known software a virtual representation of one with this color allow painted bodywork. For this Appearance requires access to the 3D data of the body. Based on this surface data let yourself the means of said measuring device determined record using known rendering software transfer the virtual body.

Desweiteren lassen sich Qualitätsfragen klären, die aufgrund der arbeitsteiligen Organisation der Automobilhersteller täglich aufkommen: Die Lackierung wagenfarbiger Anbauteile wird oftmals außerhalb des für die Lackierung der Karosserie zuständigen Werkes vorgenommen. Für die Beurteilung einer Farbabweichung des Anbauteiles ist es i.d.R. erforderlich, daß ein sogenannter Anbauversuch vorgenommen werden muß. Solange keine Aussage durch diesen Versuch erfolgt, kann die Produktion (Lackierung) dieser Anbauteile nicht fortgesetzt werden, oft entstehen dadurch hohe an Ausfälle an Maschinenbelegungszeiten. Mit Hilfe der genannten Meßvorrichtung kann die Farbqualität dieses abweichenden Bauteiles an eine auf einem kalibrierten Bildschirm projizierte Karosserie virtuell angebaut werden und wesentlich besser als heute üblich, anhand einer kurzen Messung beurteilt werden. Gleichzeitig kann diese Abweichung im Vergleich zu anderen Werken, die ggfs dieses Bauteil ebenfalls einsetzen beurteilt werden. Diese Beurteilung ist erforderlich, weil die verschiedenen Lackierereien i.d.R abweichende Farbergebnisse für den gleichen Farbton ergeben.Furthermore let quality questions clarify due to the division of labor of the automobile manufacturers Every day come up: The painting of car-colored attachments is often outside of for the painting of the body responsible plant made. For the Judgment of a color deviation of the attachment is i.d.R. required, the existence so-called cultivation experiment must be made. As long as no statement by this Attempt is made, the production (painting) of these attachments can not be continued, often resulting in high levels of machine occupancy times. With the help of said measuring device can the color quality this deviant component to a projected on a calibrated screen Bodywork can be virtually grown and much better than usual today, based be judged by a short measurement. At the same time, this deviation can in comparison to other plants, if necessary, this component as well be assessed. This assessment is required because the different paint shops i.d.R deviating color results for the same color result.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt u.a. auch darin, dass sich Auswirkungen von Veränderungen der Gestalt der Automobilkarosserie auf den durch eine bestimmte Farbe vermittelten optischen Eindruck anhand der virtuellen Automobilkarosserie darstellen lassen. Hierdurch können beispielsweise Designänderungen vermieden werden, die sich bei bestimmten Farbtönen negativ auf den von der Automobilkarosserie vermittelten optischen Eindruck auswirken würden.Of the particular advantage of this method is u.a. also in that impact of change the shape of the automobile body on the by a certain Color mediated visual impression based on the virtual automobile body let represent. This allows for example, design changes be avoided, which are negative for certain shades of the Automotive body mediated visual impression would impact.

Zudem kann das Verfahren eingesetzt werden, um Kunden darzustellen, wie eine bestimmte Farbe auf einer bestimmten Automobilkarosserie wirkt, was anhand der üblicherweise vorhandenen kleinen Farbmustern bislang nicht möglich ist. "Böse Überraschungen" hinsichtlich des von der gewählten Farbe vermittelten optischen Eindrucks lassen sich hierdurch vermeiden.In addition, the method can be used to show customers how a particular color on a particular car body acts, which is not yet possible on the basis of the commonly present small color patterns. "Bad surprises" in terms of the one chosen Color mediated visual impression can be avoided thereby.

Darüber hinaus ist es möglich, vorherzusagen, ob Anbauteile, die beispielsweise an anderer Stelle lackiert wurden und daher Farbunterschiede aufweisen können, zu einer lackierten Automobilkarosserie passen. Hierzu werden die Datensätze von der Automobilkarosserie und von den Anbauteilen an parallel lackierten Proben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommen und auf die virtuelle Karrosserie bzw. die virtuellen Anbauteile umgerechnet. Somit kann über einen viruellen Anbauversuch die Qualität der Lackierung beurteilt werden.Furthermore Is it possible, to predict whether attachments, for example, elsewhere painted and therefore may have color differences, too a painted automobile body. For this, the records of the Automotive body and from the attachments to parallel painted samples according to the inventive method recorded and on the virtual Karrosserie or the virtual Attachments converted. Thus, via a virtual cultivation trial the quality the paint can be judged.

Eine Kalibrierung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise dadurch, dass das Ergebnis einer nach dem obigen Verfahren durchgeführten Messung mit einer echten in derselben Farbe lackierten Karosse in einem definierten Umfeld – beispielsweise einem Präsentationsraum – verglichen wird. Versuche haben gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zuverlässig der von einer Automobilkarosserie vermittelte optische Eindruck für nahezu beliebige Farbtöne darstellbar ist, wenn die Kalibrierung für lediglich einen bestimmten Farbton durchgeführt wird.A Calibration of the method is preferably carried out by the Result of a measurement made according to the above method with a real body painted in the same color in one defined environment - for example a presentation room - compared becomes. Experiments have shown that with the method according to the invention reliable the visual impression conveyed by an automobile body for almost any color tones can be represented if the calibration is for a specific one Color tone performed becomes.

Die Messfläche ist vorzugsweise planar ausgebildet. Die Erfassung der RGB-Werte unter verschiedenen Beleuchtungs- und Detektionswinkeln kann dann erfolgen, in dem die Lichtquelle und/oder der Flächensensor halbkreisförmig über der planaren, lackierten Fläche verlagert werden.The measuring surface is preferably planar. The acquisition of RGB values under different lighting and detection angles can then take place, in which the light source and / or the surface sensor semicircular over the planar, painted surface be relocated.

Erfolgt die Messung – wie bevorzugt – an der lackierten Fläche unter zumindest nahezu sämtlichen möglichen Beleuchtungs- und Betrachtungswinkeln, so lässt sich der durch die Karosse vermittelte optische Eindruck besonders gut mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in Abhängigkeit der Stellung des Betrachters zu der Karosse und des Lichteinfallswinkels darstellen, da mittels des Datenverarbeitungsprogramms jeder Stelle der Karosse, die in elektronischer Form vorzugsweise in CAD-Daten vorliegt, entsprechende Winkeldaten zugeordnet werden können.He follows the measurement - how preferred - on the painted surface under at least almost all possible Lighting and viewing angles, so can be through the body mediated visual impression particularly well by means of the method according to the invention also in dependence the position of the viewer to the body and the angle of light because, by means of the data processing program, every job the body, which is preferably in electronic form in CAD data, corresponding angle data can be assigned.

Wird als Flächensensor ein CCD-Sensor eingesetzt, so hat jeder Pixel eine bestimmte Position zum jeweiligen Betrachtungswinkel. Eine Integrierung über eine Mehrzahl von Pixeln sowie die Erzeugung redundanter Analysedaten ist daher möglich. Zusätzlich ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Messanordnung über die Streuung der Messdaten über die betrachtete Fläche eine Aussage über das sog. "sparkling" zu treffen.Becomes as an area sensor a CCD sensor used, so each pixel has a specific position to respective viewing angle. An integration over one A plurality of pixels as well as the generation of redundant analysis data is therefore possible. Additionally results with the inventive measuring arrangement on the Scattering of the measured data via the considered area a statement about to meet the so-called "sparkling".

Um den Datenverarbeitungsaufwand zu beschränken kann die Karosserie in Flächen verschiedener Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel unterteilt werden. Es hat sich gezeigt, dass eine gute Farbeindruckwiedergabe erzielt wird, wenn die Karosse hierzu in dreieckige Flächen aufgeteilt wird, die in unterschiedlichen Winkeln zum Betrachter stehen.Around The bodywork in. can limit the data processing effort surfaces different lighting and viewing angles are divided. It has been shown that good color impression reproduction is achieved If the body is divided into triangular areas, the different angles to the viewer stand.

Als RGB-Werte können skalierte Zahlenwerte zur Festlegung der Farbwiedergabe eines Pixels an der Wiedergabeeinrichtung definiert werden.When RGB values can scaled numerical values used to determine the color rendering of a pixel the playback device are defined.

Wird – wie besonders bevorzugt – weiterhin die Flächendetektorachse relativ zu der Probe verschoben, und werden hierbei Farbmesswerte aufgenommen, so kann der der Farbeindruck in Abhängigkeit der Lackierrichtung – auch Azimut genannt – ermittelt werden.Will - how special preferred - continue the Area detector axis relative to the sample, and thereby become color readings recorded, so can the color impression depending on the Lackierrichtung - also azimuth called - determined become.

Die zur Anwendung des Verfahrens geeignete Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle und einen Flächensensor, die relativ zu einer planaren, lackierten Messfläche einer Probe derart verlagerbar sind, dass das von der Detektionsfläche reflektierte Licht unter verschiedenen Beleuchtungs- und Betrachtungswinkeln empfangen werden kann. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Speichern und der Zuordnung der von dem Flächensensor empfangenen RGB-Werte in Abhängigkeit der Positionen der Lichtquelle (Beleuchtungswinkel) und des Flächensensors (Detektionswinkel). Mit der Datenverarbeitungseinrichtung werden die so gewonnenen Datensätze zu den 3D-Daten eines virtuellen dreidimensionalen Substrats, insbesondere einer virtuellen Automobilkarosserie oder deren Teile, bei einem virtuellen Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel des virtuellen Substrats zugeordnet.The Apparatus suitable for use in the method comprises a Light source and an area sensor, the relatively displaceable relative to a planar, painted measuring surface of a sample are that the light reflected from the detection surface under different lighting and Viewing angles can be received. Furthermore, the device comprises a data processing device for storing and assigning that of the area sensor received RGB values depending on the positions of the light source (illumination angle) and the area sensor (Detection angle). With the data processing device the records thus obtained to the 3D data of a virtual three-dimensional substrate, in particular one virtual automobile body or its parts, in a virtual Lighting and lighting Viewing angle of the virtual substrate assigned.

Der in der Vorrichtung verwendete Flächensensor kann einen digital arbeitenden Detektor umfassen, der – besonders bevorzugt – als CCD-Chip ausgestaltet sein kann.Of the Surface sensor used in the device may comprise a digitally operating detector which - especially preferred - as CCD chip designed can be.

Die Ausgestaltung als CCD-Chip ist besonders von Vorteil, da ein CCD-Sensor zur Farbwiedergabe das eingestrahlte Licht in die Farben Rot, Grün, Blau aufspaltet. Es können die so erhaltenen RGB-Werte direkt dem Datenverarbeitungsprogramm zugeführt werden.The Design as a CCD chip is particularly advantageous because a CCD sensor for color reproduction splits the incoming light into the colors red, green, blue. It can be the thus obtained RGB values are fed directly to the data processing program.

Zur Aufspaltung des Lichts haben sich in der Praxis unterschiedliche technische konzepte, beispielsweise die 3-Chip, die X3-Chip oder die 1-Chip Technik mit Farbfiltermosaik etabliert. Sämtliche Technologien sind grundsätzlich für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.to Splitting the light has different in practice technical concepts, such as the 3-chip, the X3 chip or the 1-chip technology established with color filter mosaic. All technologies are basically for the application of the inventive method suitable.

Die Lichtquelle und der Flächensensor sind vorzugsweise derart angeordnet und gelagert, dass sie auf Kreisbögen verlagerbar sind. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das reflektierte Licht von einer Mehrzahl von Detektoren aufzunehmen, die hablkreisförmig zur Probe angeordnet sind. Die Messzeiten können somit reduziert werden. Ferner ist es dann möglich, nur kurz, beispielsweise blitzlichtartig zu beleuchten.The light source and the area sensor are preferably arranged and supported in such a way that they can be displaced on circular arcs. However, it is also possible to receive the reflected light from a plurality of detectors, which are arranged in the shape of a circle to the sample. The measuring time can thus be reduced. Furthermore, it is then possible to illuminate only briefly, for example in a flash-like manner.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung verdeutlich werden.The Invention will now be clarified with reference to the accompanying drawings become.

Von einer Lichtquelle 1 wird Licht auf eine Detektionsfläche 2 einer Probe 3 gesandt, die eine planare, lackierte Oberfläche 4 aufweist. Das von der Detektionsfläche reflektierte Licht wird von einem Flächendetektor 5 aufgenommen, der als CCD-Chip ausgestaltet ist. Sowohl die Lichtquelle 1, als auch der Detektor 5 sind relativ zu einander und relativ zur Detektionsfläche 2 verlagerbar, wie durch die Pfeile P1 und P2 symbolisiert werden soll.From a light source 1 will light on a detection area 2 a sample 3 sent a planar, painted surface 4 having. The light reflected from the detection surface is detected by an area detector 5 recorded, which is designed as a CCD chip. Both the light source 1 , as well as the detector 5 are relative to each other and relative to the detection area 2 displaceable, as should be symbolized by the arrows P1 and P2.

Zu jedem Punkt Q der Detektionsfläche 2 gibt es nun N-Beobachtungswinkel, die aus dem Beleuchtungswinkel A und dem Betrachtungswinkel B zu berechnen sind. Jedem Pixel 6 des Flächendetektors 5 kommt eine bestimmte Position P zum Betrachtungswinkel B zu.At every point Q of the detection surface 2 Now there are N observation angles to be calculated from the illumination angle A and the viewing angle B. Every pixel 6 of the area detector 5 a certain position P comes to the viewing angle B.

Zu jedem Beleuchtungswinkel A und Betrachtungswinkel B werden die von den einzelnen Pixeln erfassten RGB-Werte einer in der Zeichnung nicht dargestellten Datenverarbeitungsanlage zugeführt und mittels eines aus der Computerspieletechnologie bekannten handelsüblichen Datenverarbeitungs-programms einer virtuellen Karosse in Abhängigkeit des entsprechenden Betrachtungswinkels zugeordnet. Das sich so ergebende Bild wird mittels eines in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Bildschirms visualisiert.To each illumination angle A and viewing angle B are those of RGB values detected in the individual pixels do not appear in the drawing shown supplied data processing system and by means of one of the Computer game technology known commercial data processing program a virtual body in dependence associated with the corresponding viewing angle. The resulting Image is by means of a screen, also not shown in the drawing visualized.

Claims

Method for the colorimetric measurement of effect and solid paints, in which a light source ( 1 ) Light on at least one detection surface ( 2 ) on a painted measuring surface ( 4 ) of a sample ( 3 ) and that of the measuring surface ( 4 ) of the sample ( 3 ) reflected light from an area detector ( 5 ), wherein the illumination and detection angles are adjusted relative to the measurement surface and RGB values of the light received by the surface detector for a plurality of angles are registered as a function of the illumination and detection angle and fed to a data processing device, and wherein the data sets obtained in this way the 3D data of a virtual three-dimensional substrate, in particular a virtual automobile body or parts thereof, are associated by means of a data processing program at a virtual illumination and viewing angle of the virtual substrate and visualized by means of a display device.

Method according to claim 1, characterized in that that as a data processing program, a commercially available rendering program is used.

Method according to claim 1 or 2, characterized that a calibration of the method by comparing a after carried out the procedure Measurement with a real three-dimensional painted in the same color Substrate, in particular a real automobile body in one defined environment is compared.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the light on a planar detection surface ( 2 ) on a painted measuring surface ( 4 ) of a sample ( 3 ) is irradiated.

A method according to claim 4, characterized in that the light source and / or the surface sensor semicircular above the detection surface ( 2 ) are relocated.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that as an area sensor a CCD sensor is used.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the virtual three-dimensional substrate, in particular the virtual Automobile body or parts thereof in areas of different lighting and viewing angle divided and the areas under appropriate angles Assigned color values are assigned.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the RGB values are used as scaled numerical values to determine the Color reproduction of a pixel defined on the display device become.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the area detector axis (S) is shifted relative to the sample.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the reflected light is received by a plurality of detectors, the loom-shaped are arranged for sample.

Device for using the method according to one of claims 1 to 10, with a light source ( 1 ), which are relative to a measuring surface ( 4 ) of a sample ( 3 ) is displaceable to change the illumination angle, with an area detector ( 5 ) for recording the RGB values of the detection surface ( 2 ) reflected light, wherein the area detector ( 5 ) relative to the measuring surface ( 4 ) regardless of the light source ( 1 ) is displaceable, such that the of the Detek area ( 2 Reflected light can be received at different detection angles, with a data processing device for storing and assigning the RGB values to the associated illumination and detection angles and for assigning the data sets thus obtained to the 3D data of a virtual three-dimensional substrate, in particular a virtual automobile body or their parts, at a virtual illumination and viewing angle of the virtual substrate, and with a display device for visualizing the three-dimensional substrate.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the area detector ( 5 ) comprises a digitally operating detector.

Device according to claim 12, characterized in that that the area detector includes a CCD chip.

Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the light source ( 1 ) Is mounted such that it is displaceable in a circular arc.

Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the image recording device ( 5 ) Is mounted such that it is displaceable in a circular arc.

Device according to one of claims 11 to 15, characterized the playback device comprises a screen.